(57)【要約】【課題】ディスクロータの摺動面に押し当てられる摩擦材の面圧が不均一であると、ブレーキ鳴き、ブレーキ振動および摩擦材の偏摩耗が発生する場合がある。【解決手段】ディスクブレーキ装置は、車輪とともに回転するディスクロータ２６の摩擦摺動面に対向して配置される摩擦材３２と、摩擦材３２のディスクロータに対向しない面を支持する支持面６４と、斜面６０が形成された面とを有する裏金部材３０と、斜面６０に接する接触部材３４と、ディスクロータ２６の回転軸と平行な方向に接触部材３４を押圧して、摩擦材３２をディスクロータ２６の摩擦摺動面に押し当てるピストン４６とを備える。ここで、裏金部材３０に形成された斜面６０は略平行に対向して設けられ、接触部材３４は、斜面６０に接する斜面７０を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪とともに回転するディスクロータの摩擦摺動面に対向して配置される摩擦材と、
前記摩擦材の前記ディスクロータに対向しない面を支持する第１面と、斜面が形成された第２面とを有する裏金部材と、
前記第２面に形成された斜面に接する接触部材と、
前記ディスクロータの回転軸と平行な方向に前記接触部材を押圧して、前記摩擦材を前記ディスクロータの摩擦摺動面に押し当てる押圧手段と、
を備えることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【請求項２】
前記裏金部材および前記接触部材は、前記接触部材が前記第２面に形成された斜面に接した状態において、前記接触部材の先端面が前記裏金部材に接しないように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項３】
前記第２面に形成された斜面は略平行に対向して設けられ、
前記接触部材は、前記第２面に対向して設けられた斜面に接する面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項４】
前記第２面に形成された斜面はテーパ面であり、
前記接触部材は、前記第２面に形成されたテーパ面に接する面を有するテーパ状部材であることを特徴とする請求項１または２に記載のディスクブレーキ装置。
【請求項５】
車輪とともに回転するディスクロータの摩擦摺動面に対向して配置される摩擦材と、
前記摩擦材の前記ディスクロータに対向しない面を支持する裏金部材と、
前記ディスクロータの回転軸に平行な方向に前記裏金部材を押圧して、前記摩擦材を前記ディスクロータの摩擦摺動面に押し当てる押圧手段と、
を備え、
前記裏金部材における前記押圧手段に押圧される位置の近傍に、前記裏金部材の短手方向に実質的に平行な方向にスリットが形成されていることを特徴とするディスクブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクブレーキ装置に関し、より詳細には、ディスクロータとブレーキパッドとの接触面圧の不均一化を軽減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にディスクブレーキ装置においては、キャリパの内側にディスクロータを挟んだ状態で、摩擦材と裏金部材から構成される一対のブレーキパッドが配設されている。車両制動時には、一対のブレーキパッドによりディスクロータが挟圧される。このようなディスクブレーキ装置において、ピストンの押圧力が摩擦材の押圧位置に集中するために、ブレーキパッドがディスクロータに対して均一に押し付けられないことがある。この場合、制動時に面圧不均一に起因するブレーキ振動やブレーキ鳴きが発生したり、ブレーキパッドの偏摩耗が生じたりすることがある。
【０００３】
ブレーキパッドの面圧不均一に起因する種々の不具合を解消する様々な技術が知られている。例えば、特許文献１には、制動時に押圧力が集中する部分の厚さを他の部分の厚さと比較して大きくなるようにブレーキパッドの摩擦材を形成する技術が開示されている。ここでは、摩擦材における厚さが大きい部分の圧縮剛性は厚さが小さい部分の圧縮剛性と比較して低いので、ピストンによる押圧力が均一でない場合でも、摩擦材全体における不均一な面圧が軽減されるとしている。
【特許文献１】特開平９−２８０２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術において、薄い部分についてもある程度の厚みを確保する必要があるため、摩擦材の一部を厚くすると、ブレーキパッド自体も厚くなってしまう。また、ブレーキパッドの厚さを変化させないように摩擦材の厚さが大きい部分と接する裏金部材の厚さを小さくすると、制動時に発生する摩擦熱に起因して裏金部材の薄い部分が変形してしまう場合がある。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディスクロータとブレーキパッドとの接触面圧の不均一化を軽減する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のディスクブレーキ装置は、車輪とともに回転するディスクロータの摩擦摺動面に対向して配置される摩擦材と、摩擦材のディスクロータに対向しない面を支持する第１面と、斜面が形成された第２面とを有する裏金部材と、第２面に形成された斜面に接する接触部材と、ディスクロータの回転軸と平行な方向に接触部材を押圧して、摩擦材をディスクロータの摩擦摺動面に押し当てる押圧手段と、を備える。
【０００７】
この態様によれば、押圧された接触部材が裏金部材の第２面に形成された斜面に押し当てられると、その斜面に垂直な方向に押圧力の分力が発生する。この力は、裏金部材において押圧位置から端部へ向かう方向に伝播する。これによって、押圧力が摩擦材の押圧位置に集中することを回避でき、ブレーキパッドがディスクロータに押しつけられるときの面圧（以下、「パッド面圧」ともいう）が不均一になる事態を抑制できる。
【０００８】
裏金部材および接触部材は、接触部材が第２面に形成された斜面に接した状態において、接触部材の先端面が裏金部材に接しないように形成されていてもよい。この態様によれば、ディスクロータの回転軸に平行な方向の押圧力が接触部材の先端面から摩擦材に直接伝播することを回避できる。これによって、押圧力が摩擦材の一部に集中することを回避でき、パッド面圧が不均一になる事態をより良好に抑制できる。
【０００９】
第２面に形成された斜面は略平行に対向して設けられ、接触部材は、第２面に対向して設けられた斜面に接する面を有してもよい。この態様によれば、第２面に押圧力を付与することで斜面に垂直な方向に分力が発生する。この力は、斜面から互いに離れる方向に伝播する。これによって、裏金部材から摩擦材に伝わる力をより広範囲に発生させることができる。従って、押圧力を摩擦材の端部付近にも伝播させることができ、パッド面圧が不均一になる事態をより良好に抑制できる。
【００１０】
第２面に形成された斜面はテーパ面であり、接触部材は、第２面に形成されたテーパ面に接する面を有するテーパ状部材であってもよい。この態様によれば、第２面に押圧力を付与することで斜面に垂直な方向に分力が発生する。この力は、テーパ面から放射状に伝播する。これによって、裏金部材から摩擦材に伝わる力をより広範囲に発生させることができる。従って、押圧力を摩擦材の端部付近にも伝播させることができ、パッド面圧が不均一になる事態をより良好に抑制できる。
【００１１】
本発明の別の態様もまた、ディスクブレーキ装置である。この装置は、車輪とともに回転するディスクロータの摩擦摺動面に対向して配置される摩擦材と、摩擦材のディスクロータに対向しない面を支持する裏金部材と、ディスクロータの回転軸に平行な方向に裏金部材を押圧して、摩擦材をディスクロータの摩擦摺動面に押し当てる押圧手段と、を備える。裏金部材における押圧手段に押圧される位置の近傍に、裏金部材の短手方向に実質的に平行な方向にスリットが形成されている。
【００１２】
この態様によれば、ディスクロータの摩擦摺動面との摩擦による発熱に起因して摩擦材が長手方向に膨張したとき、摩擦材を支持する裏金部材は、摩擦材の膨張により裏金部材の長手方向に引っ張られる。このとき、裏金部材の短手方向に形成されたスリットが開き、裏金部材は摩擦材の膨張に追従して変形する。これによって、裏金部材が摩擦材の膨張による変形に追従できずに、その端部が反るように変形することを回避できる。この結果、パッド面圧が不均一になる事態を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のディスクブレーキ装置によれば、パッド面圧の不均一化を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本実施の形態に係るディスクブレーキ装置をディスクロータと垂直に切断したときの断面図である。ディスクブレーキ装置１０は、図示しない車体側に固定するためのマウンティングと、図１の左右方向に変位可能にマウンティングに支持されるキャリパ１６とを備えている。キャリパ１６は、内部にピストン４６を有するシリンダ部５８と、ディスクロータ２６をまたいでシリンダ部５８と対向する爪部５６とを有している。
【００１５】
シリンダ部５８と爪部５６との間には、車輪とともに同軸に回転するディスクロータ２６を挟んで、摩擦材３２と摩擦材４２が対向して配設されている。摩擦材３２および摩擦材４２のディスクロータ２６に対向していない側には、それぞれ裏金部材３０、４０が貼着されており、裏金部材３０は摩擦材３２を、裏金部材４０は摩擦材４２を支持している。ここで、摩擦材３２、裏金部材３０、後述する接触部材３４、皿ばね３６およびピン３８によりインナブレーキパッド３３が構成され、摩擦材４２および裏金部材４０によりアウタブレーキパッド４３が構成される。以下、ディスクロータ２６において摩擦材３２と対向する側を「インナ側」、摩擦材４２と対向する側を「アウタ側」ともいう。
【００１６】
裏金部材３０の摩擦材３２と貼着されていない面には、略平行に対向した斜面６０が設けられている。この斜面６０と接する斜面を有する接触部材３４は、皿ばね３６を介してピン３８によって裏金部材３０に取り付けられている。接触部材３４が裏金部材３０に取り付けられた状態において、裏金部材３０の斜面６０と接触部材３４の斜面とは接し、それぞれの斜面が同一角度で角度付けされていることが好ましい。裏金部材３０および接触部材３４の構造については図２および図３を用いて詳述する。
【００１７】
ピストン４６は中空であり、接触部材３４の裏金部材３０と接していない側の面を押圧し得る位置に配置されている。シリンダ部５８において、ピストン４６を収納する収納部５９の内周面をその内周に沿って切り欠いて形成した円環状の溝にピストンシール４５が嵌合している。ピストンシール４５は、摩擦材３２とディスクロータ２６との間隔が一定となるよう調整するための円環状の部材であり、その内周面はピストン４６の外周面と接している。また、爪部５６の先端には、裏金部材４０の摩擦材４２を支持していない側の面に平面で接触する押圧面５０が形成されている。外部から供給される油圧によって、ピストン４６がディスクロータ２６の方向に突き出されると、摩擦材３２がディスクロータ２６のインナ側に押し付けられるとともに、その反力でキャリパ１６がピストン４６の突き出し方向とは反対の方向へ移動され、爪部５６の押圧面５０により摩擦材４２がディスクロータ２６のアウタ側に押し付けられる。これにより、ディスクロータ２６が摩擦材３２および摩擦材４２により挟圧されて、車輪が制動される。
【００１８】
図２は、図１のＡ−Ａ断面におけるインナブレーキパッド３３を示す図である。上述したように、裏金部材３０は、摩擦材３２と貼着する面６４（以下、「支持面６４」ともいう）において摩擦材３２を支持している。裏金部材３０には、支持面６４と平行なピストン４６側の面６６（以下、「上面６６」ともいう）を切り欠いた凹部が形成されている。この凹部は、裏金部材３０において、図２の奥行き方向に延びる底面６２および２つの斜面６０によって形成されている。ここで、斜面６０は、平行して対向し、底面６２から上面６６に向かうにつれて凹部の幅が広がるように形成されている。
【００１９】
接触部材３４は、斜面６０と接する面７０（以下、「斜面７０」ともいう）を有している。斜面６０および斜面７０は、ピストン４６の押圧位置の少なくとも一部に形成されている。斜面６０と斜面７０とが接した状態において、接触部材３４の底面７２は裏金部材３０の底面６２と接しない。裏金部材３０および接触部材３４のそれぞれの中心には、ピン３８を挿通するための穴が形成されている。ピン３８が皿ばね３６を介して接触部材３４を挿通するとともに裏金部材３０をも挿通して摩擦材３２に固定され、接触部材３４は裏金部材３０に接した状態で固定される。このように、接触部材３４を裏金部材３０に固定することにより、車両走行中に接触部材３４が振動して裏金部材３０やピストン４６に当たって騒音が発生することを抑制できる。
【００２０】
図３は、裏金部材３０の上面６６側からディスクロータ２６の回転軸に平行な方向にインナブレーキパッド３３を見た図である。上述したように、裏金部材３０の斜面６０および接触部材３４の図示しない斜面７０は互いに接した状態で裏金部材３０の短手方向全体にわたって平行に対向している。
【００２１】
図２に戻って、ピストン４６およびディスクロータ２６が二点鎖線で示されている。車両制動時において、ピストン４６は、ディスクロータ２６の回転軸に平行な矢印８０の方向に接触部材３４の上面７４を押圧する。これによって、接触部材３４の斜面７０は、裏金部材３０の斜面６０にピストン４６の押圧力によって押し当てられる。ここで、斜面６０および斜面７０は、押圧力が働く矢印８０の方向に対して角度をもって形成されているので、斜面６０において矢印８０の方向の押圧力の分力、すなわち斜面６０に垂直な力および斜面６０に平行な力が生じる。
【００２２】
斜面６０に垂直な力は裏金部材３０において互いに離れる方向、すなわち長手方向両端部に向かって広がりながら伝播する。このようにして、裏金部材３０の内部を伝播する力の向きを分散させることができるため、パッド面圧の部位による差が小さくなる。これによって、裏金部材３０および摩擦材３２の押圧位置、すなわち中央近傍に押圧力が集中してパッド面圧が不均一になることに起因する、制動時のブレーキ鳴き、ブレーキ振動および摩擦材３２の偏摩耗を抑制できる。
【００２３】
さらに、図３に示したように、斜面６０と斜面７０とが接する面が裏金部材３０の短手方向全体にわたって形成されるので、押圧力の斜面６０に垂直な方向の分力は摩擦材３２上に広がるように生じる。これによって、ピストン４６からの押圧力が矢印８０の方向に摩擦材３２に伝えられる場合と比較して、パッド面圧が不均一になる事態がより良好に抑制され、上記のブレーキ鳴き等の抑制の効果は増大する。
【００２４】
また、インナブレーキパッド３３において接触部材３４の底面７２は裏金部材３０の底面６２と接しない。従って、ピストン４６により加えられた押圧力が接触部材３４の底面７２から摩擦材３２の底面６２に直接伝播しない。これによって、押圧力が摩擦材３２の押圧位置、すなわち摩擦材３２の中心近傍に集中して加わることを回避して分散させられるため、パッド面圧の部位による差を小さくできる。この結果、上記のブレーキ鳴き等の抑制の効果がより良好に得られる。
【００２５】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、以下のような変形例が考えられる。
【００２６】
図４は、本実施の形態の変形例に係るインナブレーキパッドをディスクロータ２６と垂直に切断したときの断面図である。同図において、図２に示した部材と同一の部材には同一番号を付する。インナブレーキパッド１３３は、摩擦材１３２、裏金部材１３０、接触部材１３４およびスプリング１３６により構成される。基本的には図２において上述したインナブレーキパッド３３と同様の構成であるが、裏金部材１３０および接触部材１３４の形状ならびに接触部材１３４の裏金部材１３０への取付手段が異なる。ここでは、その相違点について説明する。図４に示すように、裏金部材１３０には上面１６６を切り欠いて形成された凹部が形成されており、接触部材１３４はその凹部にスプリング１３６によって固定される。図４に示したインナブレーキパッド１３３において、裏金部材１３０の凹部および接触部材１３４は円形状に形成される。裏金部材１３０の凹部は底面１６２から上面１６６に向かうにつれて凹部の径が広がるように形成されている。
【００２７】
図５は、裏金部材１３０の上面１６６側からディスクロータ２６の回転軸に平行な方向に変形例に係るインナブレーキパッドを見た図である。同図に示すように、接触部材１３４の上面１７４および裏金部材１３０の凹部の輪郭は円形状である。つまり、裏金部材１３０の凹部は底面１６２から上面１６６に向かうにつれて凹部の径が広がるすり鉢状、すなわちテーパ状をしており、また、接触部材１３４はテーパ状の部材である。
【００２８】
図４に戻って、裏金部材１３０の凹部はテーパ面１６０および底面１６２によって形成される。接触部材１３４は、テーパ面１６０と接するテーパ面１７０を有している。テーパ面１６０およびテーパ面１７０は、ピストン４６の押圧位置に形成されている。テーパ面１６０とテーパ面１７０とが接した状態において、接触部材１３４の底面１７２は裏金部材１３０の凹部の底面１６２と接しない。接触部材１３４は、テーパ面１６０とテーパ面１７０とが接した状態で、スプリング１３６によって裏金部材１３０に固定されている。このように、接触部材１３４を固定することにより車両走行中に接触部材１３４が振動して裏金部材１３０やピストン１４６に当たって騒音が発生することを抑制できる。
【００２９】
図４において、ピストン４６およびディスクロータ２６は二点鎖線で示されている。車両制動時において、ピストン４６は、ディスクロータ２６の図示しない回転軸に平行な矢印８０の方向に接触部材１３４の上面１７４を押圧する。これによって、接触部材１３４のテーパ面１７０は、裏金部材１３０のテーパ面１６０にピストン４６の押圧力によって押し当てられる。ここで、テーパ面１６０およびテーパ面１７０は、押圧力が働く矢印８０の方向に対して角度をもって形成されている。従って、図２を用いて説明した場合と同様に、テーパ面１６０において矢印８０の方向の押圧力の分力、すなわちテーパ面１６０に垂直な力およびテーパ面１６０に平行な力が生じる。
【００３０】
テーパ面１６０およびテーパ面１７０はすり鉢状であるので、裏金部材１３０においてテーパ面１６０に垂直な力はテーパ面１６０から放射状に伝播する。このようにして、裏金部材１３０の内部を角度をもって摩擦材１３２を押す力が広がるので、パッド面圧の部位による差が小さくなる。これによって、裏金部材１３０および摩擦材１３２の押圧位置、すなわち摩擦材１３２の中央近傍に押圧力が集中してパッド面圧が不均一になることに起因する制動時のブレーキ鳴き、ブレーキ振動および摩擦材１３２の偏摩耗を抑制できる。
【００３１】
また、上述したように、インナブレーキパッド１３３において接触部材１３４の底面１７２は摩擦材１３２の底面１６２と接しない。従って、図２に示したインナブレーキパッド３３の場合と同様に、ピストン４６により加えられた押圧力が接触部材１３４の底面１７２から摩擦材１３２の底面１６２に直接伝播しない。これによって、押圧力が摩擦材１３２の押圧位置、すなわち摩擦材１３２の中心近傍に集中して加わることを回避して分散させられるため、パッド面圧の部位による差を小さくできる。この結果、上記のブレーキ鳴きの抑制の効果がより良好に得られる。
【００３２】
さらに、本実施の形態の変形例に係る裏金部材について説明する。車両制動時に、摩擦材がディスクロータに押し当てられると摩擦熱が発生して摩擦材が膨張する。摩擦材が膨張すると、摩擦材を支持する裏金部材にも摩擦材が大きく膨張する方向、例えば、裏金部材の長手方向に力が加わる。摩擦材の膨張率が裏金部材の膨張率よりも高いとき、摩擦材が膨張すると摩擦材の長手方向端部が裏金部材側に反るように変形する場合がある。この結果、車両制動時において、ディスクロータには摩擦材の中央近傍の部分が強く押し当てられ、長手方向端部における押圧力が弱くなり、パッド面圧不均一に起因するブレーキ鳴き、ブレーキ振動および摩擦材の偏摩耗の原因となり得る。
【００３３】
図６は、本実施の形態の変形例に係る裏金部材２３０を押圧力が加えられる方向から見た図である。この変形例に係る裏金部材２３０には、図示しないピストンによって押圧力が加えられる位置に複数のスリット２３２が形成されている。同図において、ピストンにより押圧される位置を二点鎖線で示す。スリット２３２が開いたときに先端部に応力が集中して裏金部材２３０が割れることを回避するために、各スリット２３２の先端部には図６に示すように小さい穴２３４が形成されている。裏金部材２３０は、図６に示されていない側の面において図示しない摩擦材を、例えば貼着することにより支持している。
【００３４】
図６に示すように、裏金部材２３０に形成されているスリット２３２は、裏金部材２３０の短手方向に平行な複数の直線のそれぞれにおいて形成されている。ここで、スリット２３２は、同図に示すように、裏金部材２３０の短手方向端部から交互に切れ込みが入って形成されている。裏金部材２３０には、このようにスリット２３２が形成されているので、長手方向の力が加えられると各スリット２３２は長手方向に広がる。これによって、裏金部材２３０は、摩擦材の膨張に追従して変形するので、摩擦材の長手方向端部が裏金部材側に反るように変形することを回避できる。この結果、パッド面圧の部位による差は小さくなり、制動時のブレーキ鳴き、ブレーキ振動および摩擦材の偏摩耗を抑制できる。
【００３５】
図７は、図６に示した裏金部材２３０とは別の変形例に係る裏金部材３３０を押圧力が加えられる方向から見た図である。この変形例に係る裏金部材３３０は、ピストンによって押圧力が加えられる位置に複数のスリット３３２が形成されている点および各スリット３３２の先端部に裏金部材３３０が割れることを回避するための穴３３４が形成されている点は、図６に示した裏金部材２３０と基本的に同様である。図７において、ピストンにより押圧される位置を二点鎖線で示す。
【００３６】
裏金部材３３０は、スリット３３２の形状が図６に示した裏金部材２３０のスリット２３２と異なる。各スリット３３２はスリット２３２より短く、裏金部材３３０の短手方向に平行な複数の直線のそれぞれにおいて複数形成されている。このような形状によっても、裏金部材３３０はスリット３３２が長手方向に広がって、制動時における摩擦材の膨張に追従して変形する。これによって、摩擦材の長手方向の端部が裏金部材側に反るように変形することを回避できる。この結果、パッド面圧の部位による差は小さくなり、制動時のブレーキ鳴き、ブレーキ振動および摩擦材の偏摩耗を抑制できる。
【００３７】
上述した裏金部材２３０および裏金部材３３０を本実施の形態およびその変形例に係るブレーキディスク装置に適用することも可能である。これによって、パッド面圧の不均一化をより良好に回避でき、制動時のブレーキ鳴き、ブレーキ振動および摩擦材の偏摩耗を抑制する効果が増大する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施の形態に係るディスクブレーキ装置をディスクロータと垂直に切断したときの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面におけるインナブレーキパッドを示す図である。
【図３】裏金部材の上面側からディスクロータの回転軸に平行な方向にインナブレーキパッドを見た図である。
【図４】実施の形態の変形例に係るインナブレーキパッドをディスクロータと垂直に切断したときの断面図である。
【図５】裏金部材の上面側からディスクロータの回転軸に平行な方向に変形例に係るインナブレーキパッドを見た図である。
【図６】実施の形態の変形例に係る裏金部材を押圧力が加えられる方向から見た図である。
【図７】図６に示した裏金部材とは別の変形例に係る裏金部材を押圧力が加えられる方向から見た図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ディスクブレーキ装置、  １６  キャリパ、  ２６  ディスクロータ、  ３０  裏金部材、  ３２  摩擦材、  ３３  インナブレーキパッド、  ３４  接触部材、  ３６  皿ばね、  ３８  ピン、  ４０  裏金部材、  ４２  摩擦材、  ４３  アウタブレーキパッド、  ４５  ピストンシール、  ４６  ピストン、  ５０  押圧面、  ５６  爪部、  ５８  シリンダ部、  ５９  収納部、  １３０  裏金部材、  １３２  摩擦材、  １３３  インナブレーキパッド、  １３４  接触部材、  １３６  スプリング、  ２３０  裏金部材、  ２３２  スリット、  ３３０  裏金部材、  ３３２  スリット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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